郭琳，李英

（商洛學院電子信息與電氣工程學院，陜西商洛726000）

當前隨著國家精準扶貧戰(zhàn)略計劃的穩(wěn)步推進，貧困地區(qū)面域和人口得到快速減少[1]。但是，由于政策紅利和投資規(guī)模不具備持續(xù)性，在市場經(jīng)濟杠桿調節(jié)下，使得資源匱乏、地理位置偏遠的地區(qū)返貧壓力增大，未來存在著扶貧產(chǎn)業(yè)荒廢、創(chuàng)業(yè)組合體解散等問題[2-3]，影響到國家扶貧戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。

在當前普及大數(shù)據(jù)的信息化時代，開始發(fā)展以大數(shù)據(jù)為基礎的互聯(lián)網(wǎng)政務服務，研究通過數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)和人工智能挖掘需要的資源和信息，從而提高了資源利用率和辦事效率。比如，杜孝珍[4]提出大數(shù)據(jù)環(huán)境與公共決策系統(tǒng)的相互促進和發(fā)展，以及治理能力現(xiàn)代化問題；趙紅梅等[5]對黑龍江科技資源的集聚水平和微觀機理進行實證研究，提出企業(yè)和高校集聚體的協(xié)同共生；李琳[6]設計了“互聯(lián)網(wǎng)+”下江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)公共服務平臺的框架；戚湧等[7]提出構建科技資源共享博弈模型，以此提高資源使用效率，推動區(qū)域科技創(chuàng)新；吳高輝[8]研究了農(nóng)村社會扶貧資源的分配機制和治理邏輯。以上文獻提出了利用互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)和資源共享在公共政務中的重要性和應用策略。研究在資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下，科技扶貧產(chǎn)業(yè)通過對扶貧投入背后各方面收益進行整合和優(yōu)化，尋求一種新的資源投入與管理模式，有效引導和干預扶貧產(chǎn)業(yè)的科學投入方式，從而提高貧困地區(qū)科技扶貧產(chǎn)出效益，長久地保障脫貧成果與產(chǎn)業(yè)扶貧服務水平，助力地方經(jīng)濟轉型。

1 柞水縣創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務平臺與科技扶貧產(chǎn)業(yè)

地處秦嶺山區(qū)的陜西省柞水縣，屬于國家級深度貧困縣之列，扶貧攻堅戰(zhàn)以來積極搶抓我國科技部定點幫扶機遇，緊扣創(chuàng)建國家科技創(chuàng)新驅動縣域經(jīng)濟發(fā)展示范縣工作重點，在科技扶貧中、省、市、縣四級聯(lián)動機制作用下，堅持“協(xié)同創(chuàng)新”發(fā)展理念，搭建了基于扶貧產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務平臺，平臺的組成機構與重要內容如圖1所示。

圖1 科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務平臺組成圖

圍繞創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務平臺，柞水縣投建了陜西省科技資源統(tǒng)籌中心柞水分中心，培育創(chuàng)客團隊16家、創(chuàng)新企業(yè)17家和有知識產(chǎn)權優(yōu)勢企業(yè)8家，與吉林農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學、商洛學院等十余家科研院所簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，建立院士工作站1個、農(nóng)業(yè)專家大院4個、省級產(chǎn)品研發(fā)中心1個和重點實驗室7個[9]，啟動建設商洛市的國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，為脫貧攻堅工程提供科技支撐和示范。2017年科技進步貢獻率達到54%，柞水縣科技局獲陜西省唯一的全國科技管理系統(tǒng)先進集體。

通過實地調研發(fā)現(xiàn)，柞水縣科技資源統(tǒng)籌中心積極發(fā)揮科技成果展示、技術培訓、質量檢測、金融服務、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和科技資源共享等方面的服務平臺作用，引導實施科技扶貧計劃項目，發(fā)揮科技支撐和指導作用，充分激發(fā)扶貧產(chǎn)業(yè)組成單元的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)潛能，營造社會共同推進產(chǎn)業(yè)扶貧的良好局面。截至2018年5月，柞水縣創(chuàng)建科技示范鎮(zhèn)5個、示范村30個、示范戶500余家；依托西川木耳小鎮(zhèn)技術研發(fā)中心，成功培育了金木耳、玉木耳、竹蓀、羊肚菌等珍稀食用菌；引進南方五味子北移技術，建設了五味子標準化栽植基地等6個特色產(chǎn)業(yè)示范基地，帶動1 300余戶貧困戶的4 000余人精準脫貧[10]。當前，形成了“基地+企業(yè)+專家+貧困戶”的典型扶貧模式，如圖2所示。

圖2 典型扶貧模式

但是，貧困地區(qū)的人口和消費需求較小，以需求為導向的市場經(jīng)濟對發(fā)展當?shù)氐谌a(chǎn)業(yè)的刺激作用不強，為持續(xù)脫貧提供的保障能力有限，當扶貧投入水平不足時，扶貧產(chǎn)業(yè)發(fā)展就會出現(xiàn)遲緩、滯后等困境。在貧困縣柞水的科技扶貧產(chǎn)業(yè)中，投入與產(chǎn)出的利益主體，涉及到若干部分，如圖3所示的政府部門、企業(yè)主、從業(yè)者和貧困戶。引用博弈論相關原理分析可知，科技扶貧產(chǎn)業(yè)中的各收益主體之間，也存在著利益的沖突與合作[11]，如何減少沖突，促使各主體之間健康、可持續(xù)合作成為解決問題的關鍵。

圖3 共生單元的關系圖

2 理論研究與建模

2.1 理論基礎與分析

美國密歇根大學的科學院院士阿克塞爾羅德年教授，提出了合作博弈理論[12]，以著名囚徒困境游戲為基礎，研究了合作的建立、侵入合作噪音和合作復雜性，潛在合作策略如何在復雜環(huán)境中立足或者脫穎而出，以及立足策略如何在群體中能抵御不合作策略的入侵。協(xié)同學的理論奠基人哈肯研究認為[13]，在復雜系統(tǒng)的跨領域協(xié)同中，競爭與協(xié)同成為自組織系統(tǒng)運行的兩種動力，競爭會促使系統(tǒng)走向非平衡狀態(tài)，協(xié)同會促使系統(tǒng)走向平衡狀態(tài)；德國生物學家德貝里提出了生物界共生理論[14-15]，即生物群之間組成了共同依存和協(xié)同進化的共生關系。繼后很多科學家研究發(fā)現(xiàn)，共生關系不僅存在于生物界，而且適用于世界各種領域。協(xié)同共生模式一般情況下，共生理論包括寄生、偏利共生、對稱互惠共生和非對稱互惠共生四種行為模式，它們反映和確立了協(xié)同共生單元間的生產(chǎn)交換關系，決定了共生單元對系統(tǒng)可能產(chǎn)生的正負作用，通過物質流、能量流和信息流等形式影響系統(tǒng)協(xié)同共生體[16]。

2.2 理論新模型的建立

借助現(xiàn)有參考文獻，結合協(xié)同學、共生學和合作博弈理論基礎，提出一種協(xié)同共生理論，建立應用于貧困地區(qū)的資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下“科技產(chǎn)業(yè)-扶貧創(chuàng)業(yè)”協(xié)同共生模型，在貧困地區(qū)資源統(tǒng)籌系統(tǒng)中，通過科技產(chǎn)業(yè)和扶貧創(chuàng)業(yè)二者的合作博弈，提高產(chǎn)業(yè)資源利用率，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟體（主要指企業(yè)）和貧困戶雙方通過協(xié)同共生系統(tǒng)獲取最優(yōu)的資源投入與效益產(chǎn)出。協(xié)同共生模型中各收益主體在資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下相互博弈，通過利益沖突到合作，最后達到協(xié)同共生的理想狀態(tài)，期間各方會主動彌補缺陷，共同提高工作質量，創(chuàng)造更好的科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出效益和扶貧創(chuàng)業(yè)服務水平?！翱萍籍a(chǎn)業(yè)-扶貧創(chuàng)業(yè)”協(xié)同共生模型，與德貝里提出的生物共生理論類似，主要包括三方面要素即：協(xié)同共生單元、協(xié)同共生模式和協(xié)同共生環(huán)境。

對于貧困地區(qū)的資源統(tǒng)籌系統(tǒng)，科技扶貧產(chǎn)業(yè)的利益相關主體都屬于模型的協(xié)同共生單元，即為政府服務部門、企業(yè)主、從業(yè)者和貧困戶，共生單元之間的關系如圖3所示，由他們構成協(xié)同共生體，通過交換信息、物質、勞動力和貨幣的方式，在共生系統(tǒng)中進行投資和收益[17]；科技扶貧產(chǎn)業(yè)的協(xié)同共生環(huán)境的要素包括地方科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平、政府扶貧投入、企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和效益、自然資源、市場競爭力強弱、貧困戶創(chuàng)業(yè)意識、扶貧政策和管理水平等；科技扶貧產(chǎn)業(yè)的協(xié)同共生模式指在科技產(chǎn)業(yè)和扶貧創(chuàng)業(yè)博弈合作下產(chǎn)生的相互關系，目標是形成有序的博弈結構和穩(wěn)定的共生特性，通過模型系統(tǒng)共生體之間的自我調節(jié)、相互配合和自我組織，引發(fā)合作效應，放大聚合功能。

從科技產(chǎn)業(yè)與扶貧創(chuàng)業(yè)協(xié)同共生理論角度看，政府服務部門、企業(yè)主、從業(yè)者和貧困戶作為相互獨立的共生單元，完成某次或一個時段的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作所付出的資源、勞動力和資本投資，都可作為模型的資源投入，所獲得利潤效益即為模型的產(chǎn)出[18]。現(xiàn)定義共生單元的組成為n1,n2,…,ni，通過系統(tǒng)的資源投入，可以通過式(1)得到協(xié)同共生單元的總產(chǎn)出W；當科技扶貧投入總量不變時，為了穩(wěn)定獲得較大科技扶貧產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出，在貧困地區(qū)的資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下，需要統(tǒng)籌規(guī)劃各協(xié)同共生單元的投入，如式(2)所示，為科技產(chǎn)業(yè)與扶貧創(chuàng)業(yè)協(xié)同共生系統(tǒng)理想資源投入分配狀態(tài)系數(shù)Ksm。

式中，W為系統(tǒng)模型總產(chǎn)出；Wsi為各共生單元產(chǎn)出；Ws為新增產(chǎn)出；Wci為各共生單元的投入；Ksm為模型穩(wěn)定投入分配狀態(tài)系數(shù)。

通過式(2)模型，認為該系統(tǒng)的投入分配為對稱性模式，即處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時協(xié)同共生模型所對應的科技資源統(tǒng)籌系統(tǒng)具有理想激勵效率。但是，此分配模式忽略了共生單元之間的不平等性，在實際中很少孤立使用?？萍挤鲐毊a(chǎn)業(yè)在物質和貨幣方面的投入是可以統(tǒng)計的，但是在模式創(chuàng)新和管理服務上的投入，通常以政策法規(guī)、檢查監(jiān)督和獎勵等方式開展，此部分很難量化；另外，產(chǎn)業(yè)從業(yè)者的投入部分，主要表現(xiàn)在日常服務工作中，貧困戶的投入主要為資源和勞動力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展到成熟期主要為股份和勞動力，這些在實際操作中都需要專業(yè)量表來量化。

3 模型的應用與分析

根據(jù)資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下“科技產(chǎn)業(yè)-扶貧創(chuàng)業(yè)”協(xié)同共生模型中，把影響科技扶貧產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的主要因素，包括扶貧產(chǎn)業(yè)項目重要性、政府扶貧政策與投入、項目投資前景與環(huán)境、核心產(chǎn)品的競爭力、企業(yè)生產(chǎn)與管理效益、資源循環(huán)利用水平、扶貧戶創(chuàng)業(yè)意識態(tài)度和從業(yè)者創(chuàng)新服務意識等作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡訓練學習的輸入層，如圖4所示，同時假設臨界調節(jié)系數(shù)極值α0=0.20。本文主要選擇了柞水縣正在實施的科技扶貧產(chǎn)業(yè)項目如農(nóng)光互補大棚木耳、食用菌與高山蔬菜種植、中藥材種植與深加工、核桃與板栗種植與加工、生態(tài)豬雞與冷水魚、生態(tài)馬鈴薯與特色小吃包裝、綠色農(nóng)產(chǎn)品電子商務、民俗文化與生態(tài)旅游[19]，其中具有代表性的17家龍頭企業(yè)作為學習樣本，邀請了農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟、新能源等行業(yè)專家組成評價小組，把近幾年扶貧產(chǎn)業(yè)相關的項目投資情況和實施狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)業(yè)投入、利潤產(chǎn)出、資源循環(huán)利用率和扶貧貢獻率等，以及扶貧投資計劃與政策，提供給評價成員認識和熟悉，然后由專家根據(jù)科技扶貧產(chǎn)業(yè)投入影響因素評價量表1對圖4的輸入層影響因子φi進行評價打分，統(tǒng)計計算結果后求平均值。

由于扶貧產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品，大多為農(nóng)特產(chǎn)品，受到市場價格波動和氣候條件的影響較大，投資環(huán)境復雜多變，收益率經(jīng)常發(fā)生突變，造成上述對稱性模型失衡。因此可以將模型(2)修改為非對稱性互惠共生模型，用來調節(jié)資源投入分配比例。另外，在農(nóng)村貧困地區(qū)，要充分考慮扶貧產(chǎn)業(yè)組成成員的參與積極性。比如，首先要保障扶貧戶的最低收入和技能業(yè)務培訓，以及從業(yè)者的工資收入；其次要保障企業(yè)主的投資利潤率和產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展；同時，政府管理部門能保證科技扶貧產(chǎn)業(yè)的投入度（包括扶持政策、便民綠色通道、稅費、基本設施建設等），提高公共服務保障水平。但是偏離狀態(tài)系數(shù)α不能過大，否則會影響到共生單元中收益比例偏少者的參與積極性，根據(jù)非對稱性互惠協(xié)同共生模型的調節(jié)功能，存在一個調節(jié)系數(shù)的臨界極值α0，當αi＜α0時，協(xié)同共生模型系統(tǒng)穩(wěn)定；當αi≥α0，協(xié)同共生模型將解體。根據(jù)式(1)和式(2)，推導出偏離對稱共生狀態(tài)系數(shù)α：

式中：αi為偏離對稱共生狀態(tài)系數(shù)；Ki為各協(xié)同共生單元的投入分配系數(shù)；Ksm為協(xié)同共生系統(tǒng)的穩(wěn)定投入分配系數(shù)。

表1 科技扶貧產(chǎn)業(yè)投入影響因素評價量表

圖4 科技扶貧產(chǎn)業(yè)協(xié)同共生BP神經(jīng)網(wǎng)絡學習結構

根據(jù)市場經(jīng)濟體制的要求，科技扶貧產(chǎn)業(yè)的投入由協(xié)同共生單元的收益來確定。共生體中，企業(yè)及企業(yè)主應該承擔最大責任，但是基于資源統(tǒng)籌的科技扶貧產(chǎn)業(yè)共生模型的特殊環(huán)境，資源與成本投入的分配比例會帶有傾斜性。比如，在西部偏遠山區(qū)，存在人口稀少、消費水平低，氣候、道路和生產(chǎn)設施條件差，生產(chǎn)資料和消費市場比較遠等客觀原因，外地企業(yè)不愿意在當?shù)亻L期投資，故政府管理部門的投資比例勢必會加大，用以改善生產(chǎn)環(huán)境和提高公共服務水平。所以要求模型系數(shù)能機動變化，主動適應復雜的農(nóng)村市場和科技扶貧產(chǎn)業(yè)的共生環(huán)境。

在分析過程中發(fā)現(xiàn)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡-Matlab算法具有較大學習歸納能力、容錯性和插值性等自適應能力[20]，結構如圖4所示。把前面采集的17個學習樣本，見表2所示，輸入到單向傳遞的多層前進性BP神經(jīng)網(wǎng)絡中，經(jīng)過中間隱含層的學習傳播到輸出層，然后按照減少任務輸出和實際誤差的方向，利用誤差逆?zhèn)鬟f法逐層修正各連接權值，最終回轉到輸入層的學習樣本中，得到此時偏離對稱共生狀態(tài)系數(shù)αix值為0.18，小于臨界極值α0。通過證實說明，模型仍穩(wěn)定存在，協(xié)同共生系統(tǒng)呈健康發(fā)展狀態(tài)，模型的非對稱性投入調節(jié)系數(shù)用于科技扶貧資源投入分配，滿足當前柞水縣扶貧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

表2 學習樣本與仿真結果

假設科技產(chǎn)業(yè)與扶貧創(chuàng)業(yè)協(xié)同共生系統(tǒng)的穩(wěn)定投入分配系數(shù)Ksm為0.40，由式(3)可推導出模型調節(jié)系數(shù)的計算公式為：

由式(4)求得此時模型的調節(jié)系數(shù)為0.472，其為非對稱性協(xié)同共生模型的調節(jié)狀態(tài)系數(shù)，可作為柞水縣科技扶貧產(chǎn)業(yè)各共生單元下一次的資源投入分配系數(shù)用，前提是αix不大于極值α0，滿足協(xié)同共生模型存在條件。為了提高模型應用的科學性和正確率，在推廣使用時，可以適當增加共生系統(tǒng)的學習樣本，提高學習容錯性，模型仿真訓練結果就更加精確和適用。

4 結論

在分析扶貧產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境的基礎上，在資源統(tǒng)籌系統(tǒng)下提出了一種“科技產(chǎn)業(yè)-扶貧創(chuàng)業(yè)”協(xié)同共生模型，應用到柞水縣科技扶貧產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展研究中，為經(jīng)濟困難地區(qū)的脫貧問題提供建議和策略。重點研究了特殊環(huán)境下模型動態(tài)調節(jié)系數(shù)在優(yōu)化資源投入、協(xié)同單元穩(wěn)定共存的機理，并經(jīng)過了BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的訓練學習優(yōu)化。通過國家級深度貧困縣柞水，在創(chuàng)建國家科技創(chuàng)新驅動示范縣過程中的具體數(shù)據(jù)為基礎，進行了模型應用和驗證。在解決科技扶貧產(chǎn)業(yè)的資源投入分配問題中，協(xié)同共生模型明確了產(chǎn)業(yè)主體組成，以及資源投入責任與受益標準，通過靈活調整資源投入的分配狀態(tài)系數(shù)，協(xié)調好科技扶貧產(chǎn)業(yè)各主體的利益關系，使得協(xié)同共生模型不會解體，資源投入不會斷裂而致使扶貧產(chǎn)業(yè)荒廢。